По указанию М. В. Фрунзе вместо инженерного комитета создается военно-технический комитет Главного военно-инженерного управления Красной Армии с очень широкой программой деятельности. Руководить этим комитетом, быть его председателем Михаил Васильевич предлагает Карбышеву, которого высоко ценит как ученого-новатора, тесно связанного с армейской практикой. Дмитрий Михайлович охотно и с присущей ему страстностью берется за работу.
Тем временем Фрунзе назначается по совместительству начальником штаба РККА. А буквально через несколько дней еще и начальником Военной академии. Фрунзе сразу привлек к работе Дмитрия Михайловича. Карбышев стал надежным помощником в осуществлении реформы военно-учебных заведений.
Обладая огромной трудоспособностью, Дмитрий Михайлович смог сочетать свою основную работу в военно-техническом комитете с преподавательской деятельностью на военно-академических курсах, в двух военных академиях и в дополнение ко всему являлся главным руководителем подготовки всех военных академий по военно-инженерному делу и также помощником инспектора инженеров Красной Армии.
Д. М. Карбышев был одним из видных ученых по вопросам фортификации. Опираясь на передовые идеи выдающихся русских фортификаторов А. З. Теляковского и К, И. Величко, он творчески развивал их в современных условиях ведения войны. В своей статье «Фортификационная диктатура» (1924 г.) он возражал против захвата фортификации исключительно техниками и применения ее в полном отрыве от условий боевых действий войск на полях сражений. Он упорно настаивал на полном взаимодействии фортификаторов с общевойсковыми командирами.
Говоря о фортификации, Карбышев сравнивал ее с телом без души. Тактическая душа в фортификации — это войска. И в подтверждение Карбышев говорил: «Проволока и бетон сами по себе не стреляют. Не они, а живая сила войск достигает победы, но достижению победы помогают и проволока, и бетон».
Особенную ценность представляют его многочисленные труды по строительству и оборудованию укрепленных районов для обороны границ СССР.
С ноября 1926 года Карбышев окончательно перешел на научную и преподавательскую работу в Военную академию имени М. В. Фрунзе, а в феврале 1934 года стал начальником военно-инженерной кафедры этой академии.
Основной базой, где проводились эксперименты, испытания новой инженерной техники, был полигон Главного военно-инженерного управления РККА. Постепенно полигон расширялся, приобретая все большее значение.
Дмитрий Михайлович много сделал для развития научно-исследовательской работы в инженерном деле.
Несмотря на то, что экспериментальная база инженерного полигона была недостаточной, на ней изучались почти все военно-инженерные новшества, конструировались электротехнические средства, передвижные зарядно-осветительные станции и многое другое.
Успехи социалистической индустрии в годы первых пятилеток дали возможность значительно шире развернуть техническое перевооружение инженерных войск.
Дмитрий Михайлович активно участвовал в создании современных средств военно-инженерной техники, находил новые приемы их боевого использования, внимательно изучал различного рода изобретательские и рационализаторские предложения, работал сам над созданием новых подрывных средств и принадлежностей взрывания. Он разработал и первые типы советских противотанковых мин.
Интересны воспоминания Героя Советского Союза генерал-лейтенанта инженерных войск И. П. Галицкого об этой стороне его деятельности:
«С 1933 года я был начальником научно-исследовательского инженерно-технического полигона РККА, и там состоялось мое более близкое знакомство с Дмитрием Михайловичем. Карбышев часто посещал наш полигон, интересуясь инженерной техникой, особенно такой новинкой, какой были в то время саперно-танковые средства — тралы, мостоукладчики, миноукладчики и т. д.
Карбышев неутомимо изобретал и сам. Он предложил оригинальное, легкое, малозаметное, складывающееся в пакеты противопехотное препятствие, изготовляемое из тонкой стальной проволоки и получившее потом название „тенёта Карбышева“. Положительное свойство этого вида препятствий состояло прежде всего в том, что их можно было быстро устанавливать.
Собственно они даже и не устанавливались, а просто набрасывались перед фронтом обороны на траву, на мелкий кустарник. Поскольку проволока становилась незаметной, действие ее оказывалось неожиданным для противника. Попробуй разрушить такое препятствие артиллерийским огнем! Это просто невозможно.
Карбышев говорил:
— Пусть пехота только что перешла к обороне на голом месте и нет времени, нет условий хоть минимально оборудовать позицию в инженерном отношении. Но достаточно иметь фланкирующие пулеметы, а с наступлением темноты установить эти малозаметные препятствия — и мы получим весьма устойчивую оборону.
Ему возражали, доказывали, что лучше строить обычные проволочные заграждения на кольях или устанавливать рогатки. На это Дмитрий Михайлович довольно убедительно и горячо отвечал: